Состав смеси алюминия и оксида алюминия по объему газа

`m(смеси) = 9 text{ г}`

`V(H_2) = 3.36 text{ л}`

`ω(NaOH) = 40%`

`ρ(text{р-ра }NaOH) = 1.4 text{ г/см}^3`

`ω(Al) = text{ ?}`

`ω(Al_2O_3) = text{ ?}`

`V(text{р-ра }NaOH) = text{ ?}`

Запишем уравнения реакций алюминия и оксида алюминия с раствором гидроксида натрия:

`2Al + 2NaOH + 6H_2O = 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 text{↑}`

`Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O = 2Na[Al(OH)_4]`

Найдём количество вещества выделившегося водорода:

`n(H_2) = (V(H_2))/V_m = 3.36/22.4 = 0.15 text{ моль}`

Согласно первому уравнению, количество вещества алюминия:

`n(Al) = (2*n(H_2))/3 = (2*0.15)/3 = 0.1 text{ моль}`

Найдём массу алюминия в смеси:

`m(Al) = n(Al)*M(Al) = 0.1*27 = 2.7 text{ г}`

Найдём массу оксида алюминия в смеси:

`m(Al_2O_3) = m(смеси) - m(Al) = 9 - 2.7 = 6.3 text{ г}`

Вычислим массовые доли компонентов в смеси:

`ω(Al) = (100*m(Al))/(m(смеси)) = (100*2.7)/9 = 30%`

`ω(Al_2O_3) = (100*m(Al_2O_3))/(m(смеси)) = (100*6.3)/9 = 70%`

Найдём количество вещества оксида алюминия:

`n(Al_2O_3) = (m(Al_2O_3))/(M(Al_2O_3)) = 6.3/102 = 0.06176 text{ моль}`

Согласно уравнениям реакций, количество вещества гидроксида натрия, пошедшего на реакцию с алюминием:

`n_1(NaOH) = n(Al) = 0.1 text{ моль}`

Количество вещества гидроксида натрия, пошедшего на реакцию с оксидом алюминия:

`n_2(NaOH) = 2*n(Al_2O_3) = 2*0.06176 = 0.1235 text{ моль}`

Общее количество вещества гидроксида натрия:

`n(NaOH) = n_1(NaOH) + n_2(NaOH) = 0.1 + 0.1235 = 0.2235 text{ моль}`

Найдём массу чистого гидроксида натрия:

`m(NaOH) = n(NaOH)*M(NaOH) = 0.2235*40 = 8.94 text{ г}`

Рассчитаем массу 40%-ного раствора гидроксида натрия:

`m(text{р-ра }NaOH) = (100*m(NaOH))/(ω(NaOH)) = (100*8.94)/40 = 22.35 text{ г}`

Найдём объём раствора гидроксида натрия:

`V(text{р-ра }NaOH) = (m(text{р-ра }NaOH))/(ρ(text{р-ра }NaOH)) = 22.35/1.4 = 15.96 text{ мл}`

`ω(Al) = 30%`

`ω(Al_2O_3) = 70%`

`V(text{р-ра }NaOH) = 15.96 text{ мл}`